洪涝台灾害监测指挥系统在洪涝台防治中的应用

爱 伦，罗向平，吕杨辉

（浙江嘉兴数字城市实验室有限公司，浙江 嘉兴 314000）

0 引言

浙江省位于我国东部沿海地区，是我国自然灾害最严重的省份之一[1-3]。 嘉兴市地处长江入海口，常年饱受洪涝台灾害影响[4]，农业生产因此也产生巨大经济损失。 为了科学高效地对洪涝台灾害进行防治和应急处置， 嘉兴市已经建设了智慧应急指挥平台，涵盖应急值守、指挥调度、决策支持及风险管理等应用。

然而从实际的防灾减灾情况来看， 智慧应急指挥平台无法满足统一指挥、反应灵敏、上下联动的洪涝台灾害应急管理要求。例如在预防2019年第9 号台风“利奇马”的过程中，智慧应急指挥平台暴露出各部门应急信息不对称、 资源分散、信息化程度低、缺乏多媒体信息等问题。 部门、系统之间信息不共享， 导致数据采集和统计上的偏差， 这在防汛抗台的关键时期容易造成管理混乱和决策失误。

1 洪涝台灾害监测指挥系统的总体架构

为了解决跨部门、跨系统的数据信息不共享问题，嘉兴市在智慧应急指挥平台的基础上充分利用物联网[5]、大数据[6，7]、云计算[8]、数据交换共享等技术建设洪涝台灾害监测指挥系统（以下简称系统）。系统依托嘉兴城市大数据中心实现洪涝台资源数据的全汇聚，提高洪涝台灾害的分析研判、应急决策和指挥调度能力。

系统采用云化、微服务技术路线，部署在嘉兴市电子政务云；提供多种数据源以及省级、市级、区县、部门等外部系统接口，为互联互通、数据共享、业务协同奠定基础。 系统总体技术架构如图1 所示。

图1 洪涝台灾害监测指挥系统技术架构Figure 1 Technical architecture of flood station disaster monitoring and command system

1.1 基础设施

系统与嘉兴市现有的应急指挥系统在业务、系统和数据方面进行充分融合，平时作为全市洪涝台实时监测监控、综合展示、预测预警、风险分析、隐患排查的综合监测运行中心； 在战时作为信息报告、综合研判、辅助决策、资源协调、指挥调度的应急指挥中心。 感知层以视频感知和物联感知为主，接入雪亮工程、危化园区和住建、气象、水利等部门已建感知网络，实时感知危化园区、城市内涝和应急处置现场，并在指挥中心展示感知动态。

1.2 数据层

数据层接入嘉兴市大数据中心，通过数据交换汇聚系统，实现对市级委办局数据、浙江省共享交换数据、物联感知数据等多渠道多源数据的统一汇聚接入；实现对多种类、多格式标准的不统一、繁杂数据的清洗、转换，最终完成跨部门、跨层级、跨网络的数据资源互联互通和汇聚融合。 此外，数据层通过数据资源产生、采集、存储、交换、加工、整合、使用、反馈等环节的全链路管理流程，对数据质量进行全面升级和过程监控，开展多元的数据资源重组融合，形成统一、安全、可共享的数据资源池，实现数据应用的高价值挖掘；同时结合评估体系开展数据质量、数据绩效等评估反馈，进一步倒逼数据组织管理优化提升。

1.3 支撑层

支撑层包括基础支撑层和业务支撑层。其中基础支撑层包括统一认证、地理信息（GIS）服务；业务支撑层包括通知通告、数据共享、物联网接入、视频汇聚等。

1.4 应用层与场景应用

应用层包括监测指挥一张图、气象专题分析、综合研判分析、 综合指挥调度和基础信息管理五大基础功能。基于五大基础功能，开发出洪水堤防险情应对、城市防内涝、危房与工棚人员转移、沿海危化园区防洪等四大个性化创新应用场景。 下文就系统的五大基础功能和四大应用场景进行简单介绍。

2 系统的五大基础应用

2.1 监测指挥一张图

系统整合全市水利工程状态、河道雨量、水位、流量、实时雨量和城区易涝点等监测数据，打通公安视频监控、交通局卡口等数据。 目前已实现全市1184 个避灾点、25 支救援队 伍、156 个物资储备库、3 家危化企业、29 个泵站、116 个水闸、47 个水位站等数据的精准落图。 当发现异常时，系统会自动预警，实现警情的实时监测与感知。

2.2 气象专题分析

系统与市气象局数据打通，整合最新的卫星云图、雷达拼图、历史台风路径、气象预警、未来降雨量、一周天气表等共31 条相关信息，提供城市积涝预警信息发布和雨情通报，帮助指挥决策领导了解当前实时天气情况以及未来天气变化趋势，从而做出科学合理的洪涝台灾害防御部署工作。

2.3 综合研判分析

系统基于GIS 地图[9]汇聚各专业部门的灾害风险区划分结果并进行展示，为应急管理部门常态下安排备灾工作提供参考。 当灾害发生时，系统对灾害风险进行动态风险分析， 结合灾害预测结果、承灾体脆弱性分析结果、次生衍生灾害分析结果以及综合减灾能力分析结果，分析灾害可能造成的损失及产生的影响，并利用现代仿真技术[10]对可能的风险（灾害）进行仿真推演，形成精准和系列化的风险分析结果。

2.4 综合指挥调度

当发生洪涝台事件后，系统结合降雨性洪水径流分析及各类知识模型，分析台风带来的暴雨和洪水灾害发生特点、演化特征、救援难点，智能匹配类似历史案例，结合应急预案给出风险防护、应急处置等决策建议，为指挥救援提供支撑。 在事件处置的过程中，系统通过一键调度短信通知到指挥部各成员单位，组织协同会商，做好救灾抢险工作。

2.5 基础信息管理

基础信息管理包括洪涝台灾害防御期间的常态和非常态管理功能。 常态管理主要是维护、更新一些基础性的防灾救灾数据，包括指挥体系和应急资源等；同时对相关基础性支持功能的管理后台进行管理，包括预警设置、短信发送、账号管理、日志管理、值班登记等功能。 非常态管理指根据防汛工作要求，每日对汛期各类基础性的水情快报、流域面量统计、 城市河道水位等数据进行统计汇总，生成包含预警信息、雨情信息、水情信息以及气象信息的汛情摘要；同时对全市范围内的各城区防指处置救援数据进行统计汇总以及灾害隐患点数据进行清点盘查。

3 系统的四大应用场景

3.1 超标洪水堤防险情应对

当汛情来临时，系统基于监测指挥一张图展示各区域洪水风险等级高低，统计可能的受灾面积和人口等灾害损失，利用综合研判分析功能对流域内因降雨引发的洪水进行地表径流分析，动态预测未来洪水的演进趋势，提前感知洪水蔓延范围、洪峰量、峰现时间等，为洪水灾害灾前防范、应急指挥调度争取宝贵时间，进而降低洪水灾害损失。

3.2 城市防内涝

嘉兴市的最低海拔仅为0.22m，市本级平均海拔为2.22m，在极端天气下面临更严峻的城市内涝灾害挑战。 系统利用视频和物联感知设备对全市22 个易涝点实时监控， 当发生洪涝台时可快速发现城市内积水点并进行实时水位监测，结合气象专题分析和综合研判分析实现城市内涝淹没模拟，通过综合指挥调度自动进行预案匹配和应急响应，实现物资、装备、救援队伍的即时调度。

3.3 危房及工棚人员转移

针对汛期全市危房及工棚防灾减灾需求，系统接入市住建局已建系统，在监测指挥一张图上叠加危房工棚数据、人员数量、救援队伍、避灾场所、车辆等信息，为人员转移及安置提供决策支持。此外，系统对接省应急管理厅开发的“人员智控一个码”，为洪涝台灾害抢险救灾过程中的危房及工棚人员转移管控、 避灾安置场所安置人员登记和物资发放、救援力量通行等提供凭证，实现对避灾转移人员和抢险救援队伍的精准管理，有效提升人员转移和避灾安置工作效率，切实解决应急救援初期交通拥堵和人员混乱等实际问题。

3.4 沿海危化园区防洪抢险

沿海危化园区由于其区域和产业特点，当洪涝台灾害来临时容易引发危化品次生灾害事故。当洪涝台灾害发生后，系统基于监测指挥一张图快速感知事发地点，同时依托基础信息管理 统计的数据，在地图上叠加沿海危化园区、企业应急资源信息和区域附近救援队的基本信息以及车辆装备等信息；利用气象专题分析和综合研判分析对受灾园区周边资源、重点区域进行分析，根据事故类型、场景，结合模型计算结果，生成处置方案，为领导决策提供参考；系统在得到领导指示后，通过综合指挥调度启动相应预案，并通过一键响应将指挥决策发送到各应急部门。 在应急处置过程中，系统通过物联和视频感知设备实时跟踪和管控，包括事故现场情况、应急处置情况、舆情信息等，便于应急指挥部门及时掌握事故信息和作出回应，确保危化品次生灾害事故发生时能安全、快速处置。

4 结语

洪涝台灾害监测指挥系统依托智慧应急指挥平台，运用物联网、云计算、大数据等技术，整合洪涝台灾害监测预警与风险防控相关业务数据并进行数据挖掘分析，打造监测指挥一张图、气象专题分析、综合研判分析、综合指挥调度和基础信息管理五大基础应用以及超标洪水堤防险情应对、城市防内涝、危房与工棚人员转移、沿海危化园区防洪等四大个性化创新应用场景。

系统自建成以来，共发布预警信息99 次，向防指提供信息研报34 份，发布预警短信27.89 万人次，协助处置各类防汛防台险情152 起， 成功应对了超长梅汛和2020 年第4 号台风“黑格比”超历史强降雨影响，实现了防汛防台“不死人、无伤人、少损失”的工作目标。